1、第一章,7 对自由落体运动的研究,学习目标 1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动. 2.会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度. 3.了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法.,内容索引,自主预习梳理, 重点知识探究, 当堂达标检测,自主预习梳理,1.对下落物体的认识 (1)古希腊哲学家亚里士多德提出了物体 下落越快的观点. (2)通过实验说明造成“重快轻慢”的真正原因是： 对物体的阻碍作用. 2.自由落体运动 (1)定义：只在 力的作用下，物体由 开始下落的运动. 实际自由下落物体可看做自由落体运动的条件，空气阻力比较小，可以忽略.
2、(2)特点 初速度为零. 只受 作用.,一、自由落体运动,越重,空气,重,静止,重力,二、伽利略对落体运动规律的探究,1.发现问题 伽利略根据亚里士多德的观点得出了相互矛盾的结论，说明亚里士多德的观点是 的. 2.提出假说 物体下落的过程是一个速度逐渐增大的过程，其速度与时间成 ，即；物体下落的距离与时间的平方成 ，即 .,错误,正比,vt,正比,ht2,3.间接验证 让小球从阻力很小的斜面上滚下，由静止开始到每个相等的时间间隔末物体运动的距离之比为14916，证明了 ，也证明了 . 4.合理外推 伽利略设想将斜面倾角外推到90时，小球的运动就成为自由下落，伽利略认为小球仍会做 .,ht2,v
3、t,匀变速直线运动,三、自由落体加速度,1.概念 自由落体运动的加速度称为自由落体加速度或 . 2.大小 重力加速度的大小在地球上纬度和海拔不同的区域 .计算中通常取g m/s2，在粗略计算中还可以取g m/s2. 3.方向 重力加速度的方向 .,重力加速度,9.8,10,略有差别,竖直向下,1.判断下列说法的正误. (1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.( ) (2)物体在真空中一定做自由落体运动.( ) (3)自由释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动.( ) (4)质量越大的物体自由落体加速度越大.( ) (5)自由落体加速度的方向垂直地面向下.( ) (6)伽利略通过实验的
4、观察与计算，直接得到自由落体运动的规律.( ) (7)伽利略根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体运动的规律.( ),2.在研究物体仅在重力作用下运动的实验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，每两个测量点之间有4个实际打出的点(未标出)，如图1所示，图中所标数据是各测量点到O点的距离(单位：mm)，那么物体做_运动，加速度为_.,图1,匀变速直线,9.8 m/s2,解析,答案,解析 因为打点周期T0.02 s，所以各测量点之间的时间间隔为 T5T0.1 s. 由纸带数据得hOA49 mm，hAB
5、147 mm，hBC245 mm，hCD343 mm，即hhABhOAhBChABhCDhBC98 mm，物体做匀变速直线运动， 其加速度,重点知识探究,一、自由落体运动,1.自由落体运动 (1)自由落体运动实质上是初速度v00，加速度ag的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例. (2)自由落体运动是一种理想化的运动模型.只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可以当做自由落体运动来处理.,(3)运动图像：自由落体运动的vt图像是一条过原点的倾斜直线，斜率kg.,图2,2.自由落体加速度(重力加速度) (1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面； (2)大小：在同一地点，重力
6、加速度 .地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而 ，赤道上 ，两极处，但各处的重力加速度都接近于9.8 m/s2，因此一般计算中g取 9.8 m/s2或10 m/s2.,答案,都相同,增大,最小,最大,例1 (多选)关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是 A.竖直向下的运动一定是自由落体运动 B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动 C.同一地点，轻重物体的g值一样大 D.g值在赤道处大于在北极处,解析 物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用，A错； 熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力作用，但该阻力远小于它的重力，可以忽略该阻力，故可将该过
7、程视为自由落体运动，B对； 同一地点，重力加速度都相同，与质量无关，C对； 赤道处g值小于北极处，D错.,解析,答案,二、自由落体运动的规律,1.自由落体运动的基本公式 匀变速直线运动规律 自由落体运动规律,2.匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、位移差公式，都适用于自由落体运动.,例2 从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g10 m/s2，求小球： (1)落到地面所用的时间；,解析,答案,答案 10 s,(2)自开始下落计时，在第1 s内的位移、最后1 s内的位移.,解析,答案,解析 第1 s内的位移：因为从开始运动起前9 s内的位移为所以最后1 s内的位移为hhh9500
8、 m405 m95 m.,答案 5 m 95 m,例3 一个物体从H高处自由落下，经过最后200 m所用的时间是4 s，求物体下落H所用的总时间T和高度H是多少？(g取10 m/s2，空气阻力不计),解析,答案,答案 7 s 245 m,解析 法一：基本公式法 根据题意画出小球的运动示意图如图所示，其中t4 s，h200 m. 根据自由落体公式得： 得： 所以T7 s，,法二：平均速度法,当堂达标检测,1.(重力加速度及自由落体运动的理解)(多选)在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是 A.重的石块落得快，先着地 B.轻的
9、石块落得快，先着地 C.在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度 D.两块石块在下落时间段内的平均速度相等,解析,答案,1,2,3,4,1,2,3,4,解析 两石块都做自由落体运动，运动规律相同且具有相同的加速度，由于从同一高度下落，落地时间必然相同，故A、B错误.,2.(伽利略对自由落体运动的研究)(多选)图3大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是,答案,1,2,3,4,A.其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论 B.其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论 C.运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显 D.运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显,图3,3.(自由落体运动规律的应用)一物体从H高处自由下落，经时间t落地，则当它下落 时，离地的高度为,解析,答案,1,2,3,4,4.(自由落体运动规律的应用)一物体从高125 m处自由下落，取g10 m/s2.求物体： (1)落到地面时的速度；,解析,答案,解析 设物体下落时间为t，由vtgt得：vt50 m/s,1,2,3,4,答案 50 m,1,2,3,4,(2)最初1 s内与最后1 s内的位移之比.,解析,答案,答案 19,则物体下落最后1 s内的位移h3Hh245 m,